동안투자 주조, 쉘 강도 및 강성이 부족하면 주조 품질, 생산 안전 및 효율성에 영향을 미치는 일련의 문제가 발생할 수 있습니다. 응고 중 주조품의 안정적인 지지를 보장하려면 다양한 문제 시나리오에 대한 정확한 보강 및 제어 조치를 개발해야 합니다. 다음은 특정 문제와 해당 제어 솔루션입니다.
I. 핵심문제 및 이에 따른 통제조치
1. 문제점: 타설단계에서 붕괴/균열
통제 조치: 재료 선택 시 나노-등급 실리카 졸 바인더와 결합된 고밀도, 고강도-내화 골재(예: 99% 백색 커런덤, 등급 멀라이트 모래)를 우선시하고 실란 커플링제를 추가하여 결합 인터페이스 강도를 향상시킵니다. 쉘- 제조 공정에서 후면층 수를 늘려(복잡하거나 대형 주조의 경우 6~8층으로 증가) 코팅의 각 층이 균일하고 모래가 조밀하게 도포되도록 하여 코팅 공백을 방지합니다. 소성 과정에서 엄격한 가열 곡선을 따르고 가열 속도를 50-80도/h로 제어하고 1-3시간 동안 고온을 유지하여 잔류 유기물을 완전히 제거하고 쉘 밀도를 향상시키며 급속 가열 및 냉각으로 인한 열 응력 균열을 방지합니다.
2. 문제점: 주조품의 치수 정밀도 손실
제어 조치: 수축률이 낮은 왁스 재료(수축률 0.8% 이하)를 사용하고 왁스 주입 매개변수를 안정화하며 항온 노화 처리를 수행하여 소스에서 왁스 몰드 정확도를 제어합니다. 패각 제조 시에는 얇고 균일한 표층(두께 0.2~0.3mm)으로 경사 코팅 공정을 사용하고, 각 층의 충분한 건조를 보장하면서(두께 0.2~0.3mm) 배면층의 두께를 점차 증가시켜 각 층의 충분한 건조(일정한 온도 및 습도 환경에서 건조, 건조 시간은 각 층당 4시간 이상)를 보장하여 불충분한 건조로 인한 내부 응력으로 인해 패각 변형이 발생하는 것을 방지합니다. 대형 주조의 경우 유리 섬유 강화 재료를 후면층에 추가하여 쉘의 전체 강성을 향상시키는 동시에 전체 쉘 벽 두께의 균일성을 제어하여 응력 집중을 줄일 수 있습니다.
3. 문제: 주조품의 표면 및 내부 결함(버, 콜드 셧, 모래 함유물, 슬래그 함유물 등)
관리 조치: 표면 결함의 경우 표면층에 세립 내화 골재(320-400메시 지르콘 분말)와 고순도 실리카 졸 슬러리를 결합한-세립 내화 골재를 사용합니다. 슬러리 점도를 18-22s로 조절하고(Ford Cup No. 4 사용) 거품 형성을 방지하기 위해 담그는 동안 금형을 천천히 들어 올립니다(속도 5-10 cm/s). 모래 및 슬래그 함유물의 경우 쉘 소성 및 세척 공정을 강화하여 잔류 왁스 및 유기 물질을 완전히 제거합니다. 용융 금속과 금형 쉘 사이의 온도차를 줄이기 위해 붓기 전에 금형 쉘을 예열(600-900도)하여 금형 쉘의 표면층이 벗겨져 용융 금속과 혼합되는 것을 방지합니다. 배수관이 방해받지 않고 아래쪽을 향하도록 밀봉 시스템을 최적화하여 국부적인 강도 감소로 이어질 수 있는 액체 축적 및 밀봉 표면 부식을 방지합니다.
4. 문제점: 복합/대형 주물 성형 실패
통제 조치: 복잡한 주조(좁은 홈 및 얇은 벽 구조 포함)의 경우 '맞춤형 쉘-제작 방식'을 채택합니다. 좁은 홈 부분에는 저점도 슬러리를 사용하여 침투력을 높이고, 벽이 얇은 부분에서는 코팅층 수를 늘리거나{4}}보조 지지용으로 보강 리브를 사용합니다. 대형 주조의 경우 분할된 쉘-제작 + 전체 조립 공정을 사용하여 전반적인 성형 응력을 줄여 금형 쉘 구조 설계를 최적화합니다. 하중 지지력을 향상시키기 위해 고강도-내열성-합금강사를 지지 골재로 사용합니다. 소성 후 저온 템퍼링 처리(1시간 동안 500~600도)를 추가하여 열 응력을 제거하고 금형 쉘 강성을 더욱 강화합니다.
5. 문제점: 생산 효율성 및 비용 증가
통제 조치: 생산 전-금형 쉘 품질 테스트 메커니즘을 확립합니다. 압축 강도 테스트(2.5 MPa 이상의 실온 압축 강도 필요) 및 열간 강성 테스트를 통해 자격을 갖춘 금형 쉘을 선별하여 약한 제품을 제거합니다. 표준화된 쉘-제작 프로세스 매뉴얼을 개발하여 코팅 비율, 코팅 층 수, 다양한 유형의 주조에 대한 건조 및 소성 매개변수를 지정하고 공정 변동으로 인한 불안정한 몰드 쉘 품질을 방지합니다. 대량 생산 전에 소규모-배치 시험 주조를 수행하여 금형 쉘 강화 계획을 최적화하고 대규모 생산 시 폐기 위험을 줄입니다.-
II. 쉘 강화의 일반 원리
특정 문제에 관계없이 쉘 강화는 "재료 적합성 + 정밀 공정 제어 + 처음부터 품질 보증"이라는 핵심 원칙을 준수해야 합니다. 재료 선택은 주조 크기, 복잡성 및 주입 온도와 일치해야 합니다. 공정 제어는 전체 코팅, 건조 및 소성 공정 전반에 걸쳐 매개변수의 안정성에 중점을 둡니다. 생산 전 테스트와 시운전을 통해 사전에 위험을 완화하고{2}}원래부터 쉘 강도와 강성을 개선하고 주조 품질과 생산 효율성을 보장합니다.
